BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH
CÔNG NGHỆ SẤY PHẤN ONG
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV41-2009

S KC 0 0 2 5 5 0

Tp. Hồ Chí Minh, 2010

Chân thành biết ơn Ban giám hiệu trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM,
trung tâm Việt Hàn, quý thầy cô trong Bộ môn thực phẩm - Khoa Công nghệ hóa học và
thực phẩm – trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM đã tạo điều kiện tốt cho chúng tôi
hoàn thành đề tài.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, tháng 3 năm 2010
Nhóm sinh viên thực hiện

GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng

i


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong

LỜI MỞ ĐẦU
Ăn uống là một nhu cầu quan trọng của con người. Ngày nay, người ta không những
quan tâm đến số lượng mà còn đặc biệt quan tâm đến chất lượng của thực phẩm. Những
thực phẩm có giá trị dinh dưỡng cao ngày càng được con người chú ý nghiên cứu và sử
dụng. Phấn ong là một loại thực phẩm có giá trị cao cả về dinh dưỡng và kinh tế. Thế nhưng
người Việt Nam chúng ta còn chưa sử dụng nhiều loại thực phẩm này do đây là một loại
thực phẩm lạ. Hơn nữa, những phương pháp bảo quản phấn ong hiện nay như phơi, sấy đã
làm mất đi phần nào giá trị dinh dưỡng của nó. Sấy thăng hoa là một phương pháp sấy hiện
đại, giữ nguyên giá trị dinh dưỡng của thực phẩm. Vì thế, việc áp dụng sấy thăng hoa vào
việc bảo quản phấn ong là điều cần thiết để có thể sử dụng tốt loại thực phẩm quý này.
Nhóm chúng tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong”
không ngoài mong muốn trên. Trong thời gian thực hiện đề tài, dù đã cố gắng nhưng do thời
gian và kiến thức có hạn nên sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Nhóm mong nhận được
sự đóng góp của quý thầy cô và các bạn.
Xin chân thành cảm ơn!

II. Sấy thăng hoa ..................................................................................................................... 12
II.1. Lịch sử và tình hình sử dụng công nghệ sấy thăng hoa .................................................. 13
II.2. Nguyên lý sấy thăng hoa ................................................................................................ 14
II.3. Thiết bị sấy thăng hoa ..................................................................................................... 17
Chƣơng 3: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................................................................
I. Xác định các thông số nhiệt – vật lý của phấn ong.............................................................. 25
I.1. Phương pháp xác định khối lượng riêng ........................................................................... 25
I.2. Phương pháp xác định hệ số dẫn nhiệt ............................................................................. 25
I.3. Phương pháp xác định nhiệt dung riêng ........................................................................... 27
I.4. Phương pháp xác định hàm lượng ẩm có trong nguyên liệu ............................................ 28
II. Xây dựng mô hình toán truyền nhiệt lạnh đông–xác định nhiệt độ lạnh đông tối ưu ........ 28
II.1. Xây dựng mô hình toán truyền nhiệt lạnh đông .............................................................. 29
II.2. Thiết bị, dụng cụ và tiến hành nghiên cứu ...................................................................... 32
GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng

iii


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
III. Thiết lập mô hình toán truyền nhiệt – tách ẩm trong điều kiện sấy thăng hoa ................ 32
III.1. Các giả thiết xây dựng mô hình toán ............................................................................. 32
III.2. Giải mô hình toán ........................................................................................................... 34
III.3. Mô hình toán xác định biến thiên hàm ẩm trong điều kiện sấy thăng hoa .................... 37
III.4. Xác định điểm kết thúc giai đoạn sấy thăng hoa chuyển sang sấy chân không ............. 37
Chƣơng 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................................................
I. Các thông số nhiệt vật lý của phấn ong ............................................................................... 39
II. Xác định tỉ lệ nước đóng băng theo nhiệt độ lạnh đông ..................................................... 41
III. Xác định đường cong sấy và thời gian sấy thăng hoa ....................................................... 42
IV. Xác lập quy trình công nghệ sấy phấn ong ....................................................................... 47
Chƣơng 5: KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ ................................................................................... 49

Hình 3.5. Nghiệm phương trình (3.41)
Hình 4.1. Quan hệ giữa nhiệt độ và thời gian lạnh đông
Hình 4.2. Nghiệm phương trình đặc trưng (4.6)
Hình 4.3. Đồ thị đường cong sấy thăng hoa phấn ong
Hình 4.4. Sơ đồ quy trình công nghệ sấy thăng hoa phấn ong
Hình 4.5. Phấn ong sấy thăng hoa

GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng

v


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong

DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1. Thành phần dinh dưỡng của phấn ong
Bảng 1.2. Thành phần hóa học của phấn hoa bắp
Bảng 1.3. Hàm lượng các acid amin trong 100g phấn ong
Bảng 1.4. Hàm lượng vitamin trong 100g phấn ong tươi
Bảng 2.1. Tổn thất vitamin trong quá trình sấy thăng hoa
Bảng 2.2. Quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ thăng hoa của nước đá.
Bảng 4.1. Bảng số liệu thực nghiệm xác định độ ẩm
Bảng 4.2. Bảng số liệu thực nghiệm xác định khối lượng riêng
Bảng 4.3. Bảng số liệu thực nghiệm xác định hệ số dẫn nhiệt
Bảng 4.4. Bảng số liệu thực nghiệm xác định nhiệt dung riêng
Bảng 4.5. Các thông số nhiệt – vật lý của phấn ong
Bảng 4.6. Các thông số nhiệt – vật lý của phấn ong
Bảng 4.7. Số liệu thực nghiệm giữa thời gian và nhiệt độ lạnh đông
Bảng 4.8. Hàm thực nghiệm  = f(T) và các hệ số a1, b1, c1 của phấn ong
Bảng 4.9. Kết quả tính toán tỉ lệ nước đóng băng theo Te, τ của phấn ong

Trung tâm nghiên cứu ong trung ương đang thực hiện đề tài: làm khô phấn hoa bằng
phương pháp sấy bằng năng lượng điện và đông lạnh (2009 – 2010).
Trường đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh cũng đã thực hiện đề tài: tính
toán, thiết kế mô hình máy sấy phấn hoa năng suất 50kg/mẻ (2009).
2. Tình hình ngoài nƣớc
Phấn ong đã được sử dụng phổ biến trên thế giới, giá trị dinh dưỡng mà phấn ong
đem lại lớn. Việc sử dụng các phương pháp sấy thăng hoa vào lĩnh vực y học, thực phẩm
cũng đã được thực hiện khá lâu.

II. TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI
Trong các sản phẩm từ ong thì phấn ong là một trong những loại thực phẩm giàu
dinh dưỡng với hàm lượng protein (25-30%), glucide (30-55%), lipide (1-20%) và các
vitamin, khoáng (Ca, P, Na, K, Fe…) có hàm lượng cao. Tuy nhiên, phấn ong có hàm lượng
ẩm 25 – 32% và giàu glucid nên dễ bị lên men, gây hư hỏng, do vậy phải bảo quản trong
điều kiện thích hợp. Nếu sử dụng các phương pháp chế biến như lạnh đông và sấy thông
thường sẽ làm mất chất dinh dưỡng, làm giảm giá trị sản phẩm. Thực tế hầu hết các cơ sở
sản xuất vẫn chưa có quy trình công nghệ, kỹ thuật để bảo quản phấn ong. Người dân chủ
yếu đem phấn ong đi phơi ngoài nắng hoặc sử dụng các lò sấy thủ công, với phương pháp
này không đáp ứng được tiêu chuẩn chất lượng, do đó lãng phí rất nhiều nguồn thực phẩm
quý giá này. Vì thế, vấn đề đặt ra là làm sao để có thể có được sản phẩm phấn ong giữ
nguyên giá trị như ban đầu. Sấy thăng hoa là một trong những phương pháp có thể đáp ứng
được yêu cầu trên. Sấy thăng hoa là quá trình sấy ở nhiêt độ, áp suất thấp, thấp hơn điểm ba
thể O (0.00980C, 4.58mmHg). Kỹ thuật sấy thăng hoa khá phức tạp, luôn trải qua ba giai
đoạn nối tiếp nhau:
Giai đoạn 1: lạnh đông sản phẩm chuyển ẩm trong vật liệu sấy từ trạng thái lỏng
sang trạng thái rắn, kết thúc giai đoạn này khi nhiệt độ vật liệu sấy đạt tới nhiệt độ lạnh
đông tối ưu, ẩm trong vật liệu đóng băng hoàn toàn.

GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng


chế độ sấy tối ưu cho sản phẩm phấn ong.

GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng

viii


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong

GVHD: ThS Nguyễn Tấn Dũng

ix


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong

Chƣơng 1
TỔNG QUAN NGUYÊN LIỆU
I. ĐẶC ĐIỂM CON ONG [1,3]
 Phân loại ong mật
Trong giới động vật, ong mật thuộc ngành chân đốt (A.Thropoda), lớp côn trùng
(Insecta), bộ cánh màng (Hymenoptera), họ ong mật (Apisdae), giống ong mật (Apis). Trên
thế giới có 7 loại ong mật, ở nước ta có 4 loại chính: ong Ý, ong nội (ong mật), ong khoái
(ong gác kèo), ong hoa (ong ruồi).
Ở Việt Nam, ong mật và ong Ý có giá trị kinh tế cao, được nuôi rộng rãi.
 Thành phần đàn ong
 Ong chúa
Ong chúa là con ong cái duy nhất có cơ quan sinh dục phát triển hoàn chỉnh để giao
phối với các ong đực. Nhiệm vụ chủ yếu của ong chúa là đẻ trứng, duy trì nòi giống, đảm
bảo sự tồn tại của cả đàn ong.

phấn từ nhị của các loài hoa, mang về tổ cất giữ, dùng làm “lương thực”.
Phấn hoa còn có tên là phấn ong, phương ong... là hạt phấn do con ong lấy từ nhị
hoa đưa về tổ.
Định nghĩa các sản phẩm ong theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5260 - 90):
Phấn ong tự nhiên (pollen): phấn hoa được ong thu lượm và con người thu lại trước
khi ong chui vào tổ.
Phấn ong đơn hoa (mono-flower pollen): phấn ong được ong thu lượm từ phấn hoa
của một vài loài cây hoặc chủ yếu từ một loài cây.
Phấn ong hỗn hợp (poly-flowers pollen): phấn ong được ong thu lượm từ phấn hoa
cả nhiều loài cây.
Lương ong (bee food): phấn hoa được ong mang về tổ và chế biến thành thức ăn
nuôi chúng.
Viên phấn ong (pollen tablet): sản phẩm được chế biến từ phấn ong theo dạng viên.
II.1. Nguồn gốc phấn ong
Phấn hoa (hạt phấn hoa) thực chất
là tế bào sinh sản giống đực được tạo ra
bởi nhị của các loài thực vật bậc cao.
Trong bao phấn, đầu nhị đực của hoa có
chứa hạt phấn, hạt phấn có màng lọc,
nguyên sinh chất và trong cùng là nhân.
Phấn hoa cần cho quá trình thụ phấn nhất
là ở cây ăn quả và cây lấy hạt. Một hạt
phấn ong bao gồm vô số hạt vi thể có
kích thước từ 0.02 mm - 0.04 mm mà con
ong phải thu hái hàng trăm cái hoa đem
về.
Phấn hoa là nguồn protein quý giá
đối với đời sống đàn ong. Đàn ong phát
triển mạnh hay yếu, nhanh hay chậm chủ
GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

Nguồn hoa là thức ăn tự nhiên cho ong. Ở nước ta hoa rất phong phú và phân bố trên
nhiều vùng. Nhiều loại cây nở hoa vào những tháng khác nhau trong năm. Ong sống chủ
yếu bằng mật hoa và phấn hoa. Nếu nuôi ong cố định ở môt địa điểm thì việc thụ phấn cho
cây trồng, thu sản phẩm và phát triển đàn kém, hiệu quả kinh tế không cao nên việc di
chuyển đàn ong theo nguồn hoa là cần thiết.
 Nguồn phấn hoa ở các tỉnh phía Bắc
Các tỉnh phía Bắc có 2 thời điểm nguồn phấn phong phú và 2 thời điểm nguồn phấn
khan hiếm theo diễn biến của khí hậu trong năm. Hai thời kì nguồn phấn phong phú là: vụ
xuân-hè (tháng 3-6) và vụ thu - đông (tháng 10-12). Trong đó, vụ xuân - hè nhiều chủng
loại cây, nguồn phấn và cũng là mùa có nhiều mật. Còn vụ thu-đông có nguồn phấn kéo dài
như hoa chè, trinh nữ phù hợp với việc nhân đàn ong. Hai thời điểm nguồn phấn khó khăn
là: vụ hè-thu (tháng 8-11) và vụ đông xuân (tháng 12-2). Trong vụ hè thu chủ yếu là phấn
hoa sen và cây dây leo, cỏ dại. Tuy nhiên, ở vùng Mộc Châu, Hà Bắc nguồn phấn vụ này là
chè cuối vụ, rau các loại nhưng vừa ít phấn, vừa gặp mưa kéo dài nên thường thiếu phấn
từng kì sau mỗi lần mưa. Đây là nhược điểm lớn khiến cho người nuôi ong không củng cố
được đàn vào vụ mật xuân.
 Nguồn phấn hoa ở các tỉnh phía Nam
Miền Nam có 2 mùa: mùa mưa và mùa khô. Sự nở hoa thụ phấn của cây xanh cũng
có ảnh hưởng rõ. Mùa mưa (tháng 5-11) cây sinh trưởng ra thêm lá, lộc. Vào mùa khô
(tháng 12-5), cây giảm sinh trưởng chuyển sang phát triển, ra hoa trái. Nói chung, nguồn
phấn phong phú từ tháng 9 đến tháng 3 năm sau: sau chè đến trinh nữ, cà phê. Cà phê nở
hoa sớm, muộn phụ thuộc vào độ ẩm, nơi nào tưới sớm thì tháng 11 đã có phấn cà phê, tưới
muộn thì tháng 2-3 mới có. Ở đồng bằng sông Cửu Long thì tháng 11 trở đi có phấn mận,
GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

3


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
nguồn phấn phong phú đến tháng 4-5 vì có phấn nhãn, chôm chôm, cam… Riêng vùng hoa

nếu ta không lấy thì con ong sẽ chứa đầy các lỗ tổ, làm cho ong chúa không còn chỗ đẻ.
Nhưng lấy phấn hoa cũng phải chừa lại cho đàn ong, vì nó là thức ăn không thể thiếu được
đối với ong.
Việc khai thác sản phẩm này cũng giống như khai thác mật ong, người nuôi ong có
thể kết hợp vừa thu mật vừa khai thác phấn hoặc khai thác riêng lẻ từng sản phẩm, tùy nơi
khai thác mà có thể có cả hai loại sản phẩm đó.
Để khai thác được phấn hoa, người nuôi ong phải có thùng ong chuẩn, không hở, chỉ
có một cửa ra vào duy nhất. Người nuôi ong đặt một tấm chặn trước cửa ra vào của thùng
ong, tấm chặn này phải có các lỗ vừa đủ một con ong qua, những con ong không mang phấn
về thì qua tấm chặn này được, còn các con ong mang phấn về thì đi qua tấm chặn này không
được, nếu muốn qua thì nó phải trườn thân tới và do đó nó làm rơi hai túi phấn phía sau
chân. Ta chỉ việc đặt một máng đựng phấn phía dưới màng chắn là có thể thu được tất cả
phấn hoa ong mang về. Người ta có thể thu được khoảng 60 – 70 % hạt phấn ong mang về,
còn lại con ong vẫn mang được vào tổ 30 – 40 % để làm lương ong.

GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

4


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong

Hình 1.5. Thu phấn ong
II.5. Bảo quản và chế biến phấn ong [5,14]
a) Bảo quản phấn ong
Để bảo quản, có 3 cách:
 Phơi nắng
Trải mỏng phấn ong trên tấm bạt hay tấm tôn, phơi 3 nắng để đạt độ khô 10%. Dùng
phương pháp này phấn ong sẽ mất đi một số thành phần và không được vệ sinh. Do đó phấn
hoa thành phẩm chỉ để cho ong ăn vào mùa khan phấn hoặc mùa khai thác mật cao su.


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
phải đồng nhất, tránh bị pha lẫn. Thực tế cho thấy, sử dụng phấn hoa tươi là tốt nhất, tuy
nhiên điều kiện bảo quản là rào cản khá lớn để thương phẩm hóa phấn hoa tươi.

Hình 1.6. Phấn ong tự nhiên và trên thị trƣờng

III. THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ DINH DƢỠNG CỦA PHẤN ONG [2,19]
Phấn ong được ong lấy từ nhiều loại thực vật khác nhau trong tự nhiên nên thành
phần dinh dưỡng cũng khác nhau. Ví dụ như: phấn hoa mắc cỡ, phấn hoa cà phê được xem
là tốt nhất, tiếp theo là phấn hoa trà, phấn hoa cà ri… Đặc biệt, cây bắp có 6 loài khác nhau
thì thành phần của mỗi loại phấn cũng khác nhau. Ngoài ra, thu hoạch và chế biến bảo quản
cũng ảnh hưởng đến thành phần dinh dưỡng của phấn ong. Thành phần phấn ong thay đổi
theo cây nguồn mật và thể hiện nhiều biến động hơn mọi sản phẩm khác của đàn ong.
Phấn ong chứa cả những enzyme của ong tiết ra nhằm mục đích hòa tan lớp màng
cứng của mỗi hạt phấn để làm lộ ra các chất dinh dưỡng bên trong.
Phấn ong có chứa nhiều chất dinh dưỡng quý, có tới 22 loại acid amin, 14 loại
vitamin (B1, B2, B5, B6, C, D, E, H...), 18 loại men thiên nhiên, các chất khoáng K, Ca, Na,
Cu, Fe… và nhiều hoạt chất sinh học có lợi cho sức khỏe con người.
Bảng 1.1. Thành phần dinh dƣỡng của phấn ong [2]
Thành phần

%

Protid (protein và acid amin)

25-35%

Glucide



Đường khử

7.3%

Đường tổng hợp

34.6%

GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

6


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
 Protein: Phấn ong có chứa 35% protein; 15 – 25% đạm dễ tiêu hóa.
Bảng 1.3. Hàm lƣợng các acid amin trong 100g phấn ong [13]
Acid amin

Hàm lƣợng

Hàm lƣợng

Acid amin

Lysine

5,7

Acid glutamic


Threonine

4,6

Cystine

0,6

 Đường khoảng 40%
 Chất béo: 1 – 20%
 Vitamin: tiền tố vitamin A, B1, B2, B3, B5, B6, B12, C, D, F, H, K, PP,…
Bảng 1.4 Hàm lƣợng vitamin trong 100g phấn ong tƣơi [13]
Vitamin

Hàm lƣợng (gamma)

Vitamin

Hàm lƣợng (gamma)

B1

9,2

B3

50

B2

Nó chứa hàm lượng protein rất cao, nó được coi là thức ăn hoàn toàn bổ dưỡng nhất thiên
nhiên. Nó chứa gần như hoàn toàn những dưỡng chất cần thiết cho con người, gần một nửa
protein ở dạng amino acid tự do là dạng mà con người có thể trực tiếp sử dụng.
Theo y học cổ truyền phương đông, phấn ong có vị ngọt, tính bình, có tác dụng ích
khí huyết. Người ta có thể dùng khi bị hoa mắt, chóng mặt, mất ngủ, đau lưng,… Ngoài ra,
phấn ong còn có khả năng làm cho khí lực sung mãn khi dùng với liều lượng chỉ định.
Theo Murray’s (2004), nhiều nghiên cứu trên động vật cho thấy phấn ong có tác
dụng giúp cơ thể chống lại một số gốc tự do và các ảnh hưởng không tốt của hóa chất. Tác

GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

7


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
giả cũng chỉ ra rằng việc sử dụng phấn ong có cải thiện các dấu hiệu của thời kì tiền mãn
kinh như nhức đầu, khô âm đạo, chóng mặt, suy giảm sức sống.
Các thí nghiệm lâm sàng cho thấy phấn ong có những công hiệu sau đây:
 Điều hòa các chức năng tiêu hóa như chấm dứt bệnh tiêu chảy kéo dài, chống táo
bón kinh niên. L.Perow đã dùng phấn hoa chữa bệnh tiêu chảy cho trẻ em: cho 20 trẻ dùng
phấn ong vào buổi sáng trong vòng 1 tháng, kiểm tra lại hồng cầu thì thấy số lượng hồng
cầu tăng lên trung bình là 800000.
 Dùng phấn ong thường xuyên sẽ thấy trong người khỏe mạnh, nhất là sau những
cơn bệnh nặng hoặc làm việc quá sức. Đối với lao động trí óc, phấn ong có tác dụng tăng
cường khả năng làm việc như tác dụng của trứng, thịt bò, sữa,…nhưng ở mức độ cao hơn
do tỉ lệ đạm cao.
 Đối với trẻ em còi xương, phấn ong có tác dụng đặc biệt. Đối với người già,
phấn ong giúp tăng cường sức lực và sức dẻo dai. Theo nghiên cứu của một số nhà khoa học
Pháp thì phấn ong là một chất kích thích tăng trưởng để chữa cho những người bệnh lão hóa
trước tuổi. Ở Pháp, phấn ong có ý nghĩa quan trọng trong việc tạo chất dinh dưỡng và thuốc

GVHD: Ths Nguyễn Tấn Dũng

8


Nghiên cứu quy trình công nghệ sấy phấn ong
 Chỉ tiêu cảm quan


Màu: Nâu, vàng, màu cát, xanh xám, đen, tím

 Bên ngoài: khối hạt tơi đều, tạp chất không quá 1.5%. Các hạt rắn bóp không nát
vụn, ấn bằng vật rắn thì dẹp xuống hay vụn một phần.


Mùi: thơm đặc trưng của phấn hoa, không có mùi chua.



Vị: ngọt thơm, có thể hơi đắng và chua.



Tạp chất khác: không bị mốc, sâu bọ.

 Chỉ tiêu lý, hóa


Ẩm độ: < 12.5%


số lượng (hàm lượng nước có trong vật liệu), chất lượng (mức độ liên kết ẩm và năng lượng
liên kết của chúng). Các đặc trưng cơ, lý, nhiệt của vật liệu ẩm không những phụ thuộc vào
bản chất vật lý của vật liệu ẩm mà còn cả độ ẩm và các dạng năng lượng liên kết. Vì thế tuỳ
từng vật liệu ẩm khác nhau mà ta có thời gian sấy khác nhau.
I.1. Độ ẩm của vật
 Độ ẩm tƣơng đối
Độ ẩm tương đối (độ ẩm toàn phần) là phần trăm khối lượng nước chứa trong một
kilôgam vật liệu ẩm (VLA).
Giả sử có G [kg] vật liệu ẩm, trong đó có Gn [kg] hàm lượng nước (ẩm), Gk [kg]
hàm lượng chất khô, thì độ ẩm tương đối được xác định:

W

Gn
.100%
G

(2.1)

 Độ ẩm tuyệt đối
Độ ẩm tuyệt đối là phần trăm nước chứa trong một kilôgam vật liệu khô. Như vậy
nó được xác định như sau:
U

Gn
.100%
G ck

(2.2)


độ sấy cho phép vừa đủ năng lượng (không thừa, không thiếu) cho nước thắng các lực liên
kết để dịch chuyển từ trong lòng vật liệu sấy ra bề mặt và đi vào tác nhân để thải vào môi
trường. Bản chất các liên kết giữa nước và vật liệu là hiện tượng hấp phụ, hiện tượng mao
dẫn.
Việc hấp phụ của nước vào vật liệu được chia làm hai loại: hấp phụ hóa học và hấp
phụ vật lý.
Hấp phụ hóa học: Hiện tượng liên kết bền vững giữa các phân tử nước và các phân
tử vật hấp phụ thông qua việc trao đổi điện tử vòng ngoài (hay còn gọi tính ngậm nước) nên
rất bền vững.
Hấp phụ vật lý: Hiện tượng liên kết giữa các phân tử của nước và các phân tử vật
hấp phụ không có sự trao đổi ion mà chỉ do sức căng mặt ngoài (hệ quả của sức căng mặt
ngoài là do lực mao quản gây ra). Nước và vật rắn là các hệ độc lập với nhau về mặt hóa
học. Nước có trong vật liệu sấy chủ yếu do hấp phụ vật lý.
I.3. Phân loại vật liệu ẩm
Vật liệu ẩm là những vật liệu có cấu trúc xốp và mao dẫn (do hấp phụ nước). Tùy
từng đặc tính của vật liệu mà tính năng liên kết hay hấp phụ nước khác nhau. Dựa vào đặc
điểm này người ta chia vật liệu như sau:
Vật keo: là vật có tính đàn hồi (hút ẩm nở ra và co lại khi không còn ẩm như các hợp
chất polyme, cao su, cellulose, …v.v.)
Vật xốp mao dẫn: ngược với vật keo, kích thước các hang xốp rất ít thay đổi khi hút
ẩm. Ví dụ: than gỗ…
Vật keo xốp mao dẫn: là vật liệu vừa có tính keo, vừa có tính mao dẫn.
I.4. Các dạng liên kết giữa nƣớc và vật liệu
Nước có trong vật liệu ẩm có thể chia làm hai nhóm: nước tự do và nước liên kết.
Nước tự do nằm ở bề mặt của vật, có áp suất riêng bằng áp suất hơi nước bão hòa
ứng với nhiệt độ hiện tại của vật ẩm.
Nước liên kết tạo ra trong vật ẩm có áp suất riêng nhỏ hơn áp suất bão hòa ứng với
nhiệt độ của vật. Muốn tách nước ra khỏi vật ẩm cần có năng lượng bằng hay lớn hơn năng
lượng liên kết của nó với vật ẩm.
 Liên kết hóa học

nguyên khi cho sản phẩm vào nước.
 Sản phẩm sấy thăng hoa có rất nhiều ưu việt khác: bảo quản dài hạn ở nhiệt độ
thường (khác với trữ đông ở nhiệt độ tới –18oC liên tục), vận chuyển dễ dàng và sử dụng
tiện lợi hơn so với sản phẩm đông lạnh.
Bảng 2.1. Tổn thất vitamin trong quá trình sấy thăng hoa [13]
Thất thoát (%)
Thực
phẩm

Vitamin
C

Vitamin
A

Thiamin

Riboflavin

a.folic

Niacin

A.pantothenic

Đậu xanh

26-60

0-24


3-5

-

-

-

-

-

Thịt bò

-

-

2

0

-

0

13

Thịt heo

 Vì thực phẩm sau khi sấy khô, có hệ số trương nở cao, nên chúng là những chất
hấp phụ nước rất tốt, do đó kỹ thuật bao gói phải bảo đảm để bảo quản sản phẩm.
II.1. Lịch sử và tình hình sử dụng công nghệ sấy thăng hoa
II.1.1. Lịch sử công nghệ sấy thăng hoa
Lịch sử công nghệ sấy thăng hoa (Sublimation, Lyophilization, Freeze - Dry) luôn
gắn liền với lịch sử phát triển của ngành công nghệ nhiệt – lạnh và ngành vật lý chân không.
Chính vì vậy, tuy đã phát hiện về hiện tượng thăng hoa rất sớm nhưng chưa có một cơ sở lý
thuyết khoa học thăng hoa nào ra đời trong suốt khoảng thời gian dài.
Năm 1921, kỹ sư mỏ của Nga G.ILappa Starsinexki đã phát minh ra cách làm khô
sản phẩm bằng cách hạ thấp nhiệt độ sản phẩm xuống, làm ẩm trong sản phẩm đóng băng,
sau đó tạo độ chân không cho môi trường chứa sản phẩm để cho ẩm đóng băng bốc hơi hay
thăng hoa từ thể rắn sang thể hơi. Tuy nhiên công nghệ sấy thăng hoa chưa được phát triển
mới chỉ hình thành nên cơ sở lý thuyết khoa học.
Năm 1930 một số nhà khoa học Mỹ đã phát hiện ra tính chất nhiệt động của các loại
môi chất lạnh hữu cơ Freon rất tốt. Và lịch sử ngành công nghệ nhiệt – lạnh bước sang trang
mới.
Tuy nhiên, mãi đến năm 1951 mới có hội nghị khoa học bàn về công nghệ sấy thăng
hoa tổ chức tại Luân Đôn (Anh). Năm 1956, các nhà khoa học Nga mở cuộc hội nghị về sấy
thăng hoa toàn Liên bang Xô Viết (hiện nay là Liên bang Nga) ở Moskva.
Năm 1950 – 1960, các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo thành công hệ thống máy sấy
thăng hoa hoàn chỉnh nhưng năng suất rất thấp, sau đó là Nga, Pháp, Anh, Đức…, cũng chế
tạo thành công hệ thống sấy thăng hoa này với nhiều dạng khác nhau. Lúc này công nghệ
sấy thăng hoa chỉ được ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp dược, công nghệ
enzyme, công nghệ sinh học.
Cho đến năm 1970, công nghệ sấy thăng hoa mới bắt đầu ứng dụng trong ngành
công nghệ thực phẩm, bước đầu nghiên cứu chế biến thức ăn cho các nhà du hành vũ trụ.
Năm 1980, các nhà cơ khí chế tạo của Đức đã thiết kế, chế tạo thành công hệ thống
máy sấy thăng hoa công nghiệp hiện đại bậc nhất thế giới với hệ điều khiển thông minh và
nó được trưng bày tại Hội chợ triển lãm thương mại quốc tế ở Paris (Pháp).
Cho đến nay, công nghệ sấy thăng hoa đã phát triển tương đối hoàn thiện và nhiều